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ZONAL ‐ JUNIN ‐ PASCO HUANCAVELICA

MODULO II REBOBINADO DE MOTORES TRIFASICOS Instructor: Francy Poma Hurtado

CFP HUANCAVELICA

REBOBINADO DE MOTORES TRIFASICOS OBJETIVOS: Al finalizar el módulo formativo el aprendiz estará en condiciones de realizar:  Colocación de bobinado trifásico de doble capa.  Conexión de bobinado trifásico de doble capa para 9 terminales Y-Δ.  Conexión Dahlander de bobinado trifásico de doble capa. Respetando las especificaciones y normas de seguridad industrial.

Rebobinado de Motores Trifásicos

Bobinas de Motor Trifásicos Calculo de Bobinado de Motor Electrico

Bobinas de Motor Trifásicos Calculo de Bobinado de Motor Electrico

Bobinas de Motor Trifásicos Determinación del Nro. de Polos

¿Cual es la velocidad del motor? ns 

60 f f  120 pp p

La velocidad del máxima carga es

rev / min

motor

para

f n  ns  (1  s )  120   (1  s )  p

rev / min

Bobinas de Motor Trifásicos Tipos de Bobinado

Bobinado Concéntricos

Bobinado Imbricado

Imbricado : Enteros y fraccionados Ondulado : Enteros y fraccionados

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Imbricado

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Imbricadoo

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico

Bobinas de Motor Trifásicos Tipos de Bobinado  Salvo raras excepciones, los devanados concéntricos de corriente alternan se ejecutaran de una capa por ranura, o sea que en cada ranura solamente se colocaran los lados activos de una sola bobina Consecuente el número de bobinas que forman un grupo Ug será el doble. Si esta ejecutado por polos consecuentes que, si lo es por polos, o sea:

 Devanado por polos:   𝑈𝑔

𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠.

 Devanado por polos consecuentes:   𝑈𝑔

𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico por Polos

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico por Polos Consecuentes

Bobinas Concéntrico de Motor Trifásicos Procedimiento de Calculo 

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico 1. Atendiendo al número de fases(q), al de polos (2p) de la maquina y a la dificultad de ejecución o colocación de las conexiones y cabezas de bobina, se elegirá el numero de devanado, bien sea por polos o bien por polos consecuentes. 2. Se comprueba la posibilidad de ejecución, Teniendo en cuenta que para este tipo de devanado de corriente alterna, según cual sea sus tipos, deben cumplirse.  Por polos consecuentes: El numero de ranuras por polos y fase (Kpq = K/2P) Debería ser un numero entero. Si fuera el resultado entero mas ½, se deberá ejecutarse un devanado concéntrico mixto, o bien sea: realizar las bobinas externas de cada grupo con la mitad de espiras y colocando en algunas ranuras dos medias bobinas, o bien haciendo la mitad de los grupos con una bobina menos.  Por Polos: El número de ranuras por polos y fase (Kpq = K/ 2p) deberán ser un numero entero. Si sus valor es par, todos los grupos tendrán el mismo numero de bobinas y de espiras, mientras que si sus valor es impar: se puede hacer un devanado mixto, de los grupos con una bobina menos, o haciendo grupos iguales con la bobina exterior de la mitad de espiras colocando dos de estas medias bobinas en las misma ranura.

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico 3. Se calcula el numero de grupos de bobinas (G) que ha de tener en devanado. Recordando que  según sea estos ejecutados por polos  o pol polos consecuentes su valor será: Por polos: 𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑓𝑎𝑠𝑒

𝐺𝑓

2𝑝 ; 𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 = G = 2p*q.

Polos consecuentes:  𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑓𝑎𝑠𝑒

𝐺𝑓

𝑝 ; 𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 = G = p*q

4. Seguidamente se calcula el numero de bobinas que compone cada grupo (Ug), que también dependerá del tipo de devanado que se desea ejecutar, así tendremos. ∗

polos: Ug ∗

𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑣𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑎 𝑑𝑜𝑠 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑣𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑎 𝑠𝑖𝑚𝑝𝑙𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑎

Por polos consecuentes: Ug

∗ ∗

𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑣𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑎 𝑑𝑜𝑠 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑣𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑎 𝑠𝑖𝑚𝑝𝑙𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑎

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico 5. Una vez determinado el numero de bobinas por grupo (Ug) que, por lo general, serán a una capa ya  que se puede determinar la amplitud de grupo (m) y el ancho de cada bobina, cuyo valor también  depende del tipo de devanado elegido:

Por polos: 𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚

𝑞

1 ∗ 2 𝑈𝑔

Polos consecuentes:  𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚

𝑞

_____𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒𝑠 1 ∗ 𝑈𝑔

_____𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒𝑠

Ancho de bobina : Y1= m+1; Y2=m+3; Y3=m+5; etc ranuras 6. Por último, se calcula la distancia entre principio de fase (Yq) y se realiza la tbla de entradas correspondiente, descrita que, para devanado trifásicos, ya sean ejecutados por polos o por polos consecuentes tendrán un valor de: Distancia entre principio de fase:    Yq

𝑲 𝟑𝑷

___ 𝒓𝒂𝒏𝒖𝒓𝒂𝒔.

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico ‐ Ejercicios Ejercicio 1 Calcula y dibuja el esquema correspondiente de un devanado concéntrico trifásico, tetrapolar, para un motor de 48 ranuras, ejecutada por polos consecuentes y a una capa. 1.

Comprobar que es posible su ejecución completa, ya que se cumple que el número de ranuras por polos y fase Kpq es un numero entero.

𝐾𝑝𝑞

4

∗

3. Numero de bobinas por Grupos ∗

𝑞

1 ∗ 𝑈𝑔

𝑚

3

1 ∗4

Yq 

G = p*q=2*3=6 grupos  / 2 grupos x fase  

∗

𝑚

8 ranuras libres

5. Distancia entre principio y fase.

2. Numero de grupo de Bobinas

Ug

4. Amplitud de Grupo

4 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑥 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜

∗

8 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

Fase U

Fase V

Fase W

1 25

9 33

17 41

Bobinado Concentrico

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico ‐ Ejercicios

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico ‐ Ejercicios Ejercicio 2 Calcula y dibuja el esquema correspondiente de un devanado concéntrico trifásico, tetrapolar, para un motor de 48 ranuras del ejemplo anterior, ejecutada por polos a una capa. 1.

Comprobar que es posible su ejecución completa, ya que se cumple que el número de ranuras por polos y fase Kpq es un numero entero.

𝐾𝑝𝑞

∗

∗

=4  

2. Numero de grupo de Bobinas

4. Amplitud de Grupo

𝑚

(q‐1)*2Ug = (3‐1)*2*2 = 8 ranuras libres

5. Distancia entre principio y fase.

Yq 

∗

8 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

G=2p*q = 4*3 = 12 grupos  4 grupos x fase 3. Numero de bobinas por Grupos

Ug

∗

∗

2 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑥 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠

Fase U

Fase V

Fase W

1 25

9 33

17 41

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico ‐ Ejercicios

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico ‐ Ejercicios Ejercicio 3 Calcula y dibuja el esquema correspondiente de un devanado concéntrico trifásico, octapolar, para un motor de 60 ranuras, ejecutada por polos consecuentes a una capa. 1.

Comprobar que es posible su ejecución completa, ya que se cumple que el número de ranuras por polos y fase Kpq es un numero entero.

𝐾𝑝𝑞

∗

2.5

∗

2. Numero de grupo de Bobinas

4. Amplitud de Grupo

𝑚1 𝑚2

3. Numero de bobinas por Grupos

Ug

∗

∗

Se realiza bobinas mixtas 2 grupos de 3 bobinas 2 grupos de 2 bobinas

2.5 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠

(q‐1) * Ug2 = (3‐1)*3= 6 ranuras libres

5. Distancia entre principio y fase.

Yq 

G=p*q= 4*3 = 12 grupos de bobinas 4 grupos x fase

(q‐1) * Ug1 = (3‐1)*2= 4 ranuras libres

∗

5 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

Fase U

Fase V

Fase W

1

6

11

16

21

26

31

36

41

46

51

56

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concéntrico ‐ Ejercicios Ejercicio 4 Calcula y dibuja el esquema correspondiente de un devanado concéntrico trifásico, tetrapolar, para un motor de 36 ranuras, ejecutada por polos a una capa. 1.

Comprobar que es posible su ejecución completa, ya que se cumple que el número de ranuras por polos y fase Kpq es un numero entero.

𝐾𝑝𝑞

=

∗

∗

3 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑟

4. Amplitud de Grupo

𝑚

(q‐1)*2Ug = 2*2*1.5 = 6 ranuras libres

5. Distancia entre principio y fase.

2. Numero de grupo de Bobinas

Yq 

∗

6 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

G= 2p*q= 4 * 3 = 12 bobinas 4 bobinas x fase 3. Numero de bobinas por Grupos

Ug

∗

=

∗

1.5 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠

Se realizara en este caso bobinas compartidas  la bobina externas son las que se compartirán

Fase U

Fase V

Fase W

1 19

7 25

13 31

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Concentrico

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Imbricado Se dice que un bobinado es excéntrico cuando todas sus bobinas son iguales tal como  ocurre en los devanados de inducido de corriente continua.  Los devanados excéntricos  pueden ser:  Imbricado (entero y fraccionado).  De una capa por ranura.  De doble capa por ranura.  Ondulado (entero y fraccionado). Los devanados excéntricos. Por lo general son ejecutados por polos, por tanto cada  fase tendrá tantos grupos de bobinas como polos tiene la maquina (G).

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Imbricado Un devanado excéntrico es imbricado. Cuando al ejecutarlo se avanza por una cara de la armadura y se retrocede a continuación por la otra cara de igual forma que los devanados imbricados de corriente continua. Los devanados imbricados son los mas utilizados em estatores de corriente alterna debido a que solamente utilizan un tipo de bobinas, facilita así su construcción, bien sea haciéndola estas una a una sobre un molde único, o bien haciéndolos por grupos de bobinas, sobre un molde múltiple.

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Imbricado – Calculo a Simple Capa

Bobinados Imbricado

Bobinas de Motor Trifásicos Bobinado Imbricado En los bobinados de una capa el ancho de bobina será siempre impar y aproximadamente igual al paso polar. Si es acortado , lo será en un numero de ranuras par. Este acortamiento puede llegar a ser hasta un tercio del paso polar y en ocasiones solo se acorta para conseguir: 1.- Reducir la longitud del hilo a emplear. 2.- Reducir el estorbo en las cabezas de las bobinas. 3.- Reducir los armónicos de la fuerza electromotriz.

Calculo Los devanados imbricados a su vez puede ser enteros o fraccionados, según cual sea el valor del numero de bobinas por grupos Ug que tengan Un devanado imbricado es entero cuando se cumple que el numero de bobinas por grupos es una valor entero, por el contrario cuando este valor es fraccionario, el devanado será imbricado fraccionarios, su valor, para devanado ejecutados por polos será: Devanado imbricado de dos capas: Ug

∗

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑛𝑡𝑒𝑟𝑜 𝑜 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜

Devanado imbricado de simple capa: Ug

∗

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑛𝑡𝑒𝑟𝑜 𝑜 𝑓𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜

Calculo a una sola capa 1. Primero se determina el numero de bobinas que forman un grupo Ug y que como ya mencionamos que este tipo de devanado se ejecuta siempre por polos. La obtendremos de la forma siguiente: Numero de bobinas por Grupo Ug

∗

𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠.

2. Seguidamente se determinara el ancho de bobina o paso de ranura Yk, de igual forma que para un devanado de corriente continua. Teniendo en cuentaque si este resultado es par, h4emos de acortarlo en una numero impar de unidades para que resulte un valor impar. Paso de ranura o ancho de bobina Yk=

𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑟 .

Calculo a una sola capa 3. A continuación, se determina la distancia entre principio de fase Yq y se realiza la tabla de entradas correspondiente. Por ser un devanado trifásico su valor será:

Distancia de fase Yq=

𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

4. Por último, empleamos los valores obtenidos, se procede al dibujo del esquema completo del devanado. Pero para ellos se debe tener en cuenta que:  Los lados activos de una misma fase, dirigidos en el mismo sentido, debe agruparse en números igual al de bobinas por grupo.  Los lados activos situados em ranuras sucesivas (par e impar) deben tener sus cabezas dirigidas en sentido contrario.  Con este tipo de devanado se ejecuta generalmente por polos, los grupos por bobinas de una misma fase se unirán entre si: final con final e inicio con inicio.

Calculo a una sola capa Ejemplo 1. Calcula y dibujar el esquema correspondiente a un devanado imbricado, bipolar  para un motor asíncrono trifásico de 36 ranuras, por polos y a una capa. 1. Numero de bobina 𝐾 36 18 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠 𝐵 2 2

4. Paso de ranura o ancho de bobina 

17, 15 o 13

Yq=

3. Numero de bobinas por grupo ∗

∗ ∗

1𝑜

Si el valor es para se debe de restar en 1,3,5  5. Distancia entre principio y fase

2. Grupos de Bobinas Gf=2p = 2 grupos.

Ug= 

18 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠. 𝑝𝑎𝑟

Yk=

3 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜.

2p = polos , p =pares polos

∗

12 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

Fase U

Fase V

Fase W

1

13

25

3𝑜

5

Calculo a una sola capa

Calculo a una sola capa Ejemplo 2. Calcular y dibujar el esquema correspondiente a un devanado imbricado, exapolar, para un motor asíncrono trifásico de 36 ranuras, ejecutado por polos y a una sola capa 4. Paso de ranura o ancho de bobina  1. Numero de bobina Yk= 6 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠. 𝐾 36 ∗ 18 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠 𝐵 2 2 Si el valor es para se debe de restar en ‐1,‐3,‐5 2. Grupos de Bobinas Gf=2p = 6  grupos.

3. Numero de bobinas por grupo Ug= 

∗

∗ ∗

1 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜.

Yk=5 5. Distancia entre principio y fase 4 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

Yq= Fase U

Fase V

Fase W

1 13

5 17

9 21

25

29

33

Calculo a doble capa Ejemplo 3. Calcular y dibujar el esquema correspondiente a un devanado imbricado, tetrapolar, para un motor asíncrono trifásico de 36 ranuras, ejecutado por polos y a doble capa. 1. Numero de bobina 𝐵 𝐾 36 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠

4. Paso de ranura o ancho de bobina  9 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠.

Yk= Paso acortado 

2. Grupos de Bobinas Gf=2p =  4  grupos.

3. Numero de bobinas por grupo 3 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜. Ug=  ∗ ∗

5. Distancia entre principio y fase 6 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

Yq= Fase U

Fase V

Fase W

1

7

13

19

25

31

Calculo a doble capa

Calculo a doble capa Ejemplo 3. Calcular y dibujar el esquema correspondiente a un devanado imbricado, bipolar, para un motor asíncrono trifásico de 24 ranuras, ejecutado por polos y a doble capa. 1. Numero de bobina 𝐵 𝐾 24 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠

4. Paso de ranura o ancho de bobina  12 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠.

Yk=

Revisar si se va cortar  2. Grupos de Bobinas Gf=2p = 2 grupos.

3. Numero de bobinas por grupo 4 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜. Ug=  ∗ ∗

5. Distancia entre principio y fase 8 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

Yq= Fase U

Fase V

Fase W

1

9

17

Conexión 9 terminales

Conexión 9 terminales

Motor Dhalander

Motor Dhlander Calcular y dibujar el esquema correspondiente a un devanado concéntrico trifásico, para dos velocidades, en conexión Dahlander, de 2 y 4 polos, para un motor de 24 ranuras, ejecutado por polos consecuentes y a una sola capa. Por ser el devanado a una capa, su número de bobinas será la mitad del número de ranuras 12 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠

B=

1 Primero calculamos el numero de ranuras por polos y fase Kpq con la mayor de sus polaridades, 2P = 4P, a la vez que comprobamos que es posible su ejecución entera ya que, al ser un devanado por polos consecuentes, se cumplen que el resultado es un numero entero y par.

Kpq=

∗

∗

2 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

2. Calculamos a continuación el numero total de grupos de bobina con el menor de sus polaridades 2p.

G=2p*q=2*3= 6  grupos de bobinas x fase 2 G

3. Seguidamente calcular el numero de bobinas que tiene cada grupo con la mayor de sus polaridades por grupo.

Ug=

∗

∗

2 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜

4. Calculamos ahora la amplitud de grupos, para determinar el ancho de cada bobina, que al ser para un devanado por polos consecuentes, obtendremos de la forma siguiente:

m=(q‐1)Ug=(3‐1)2=4 ranuras libres.

5. Por ultimo determinamos la distancia entre principio de fase con la menor de sus polaridades, 2p y elaboramos la tabla correspondiente.

Yq=

∗

8 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

Fase U

Fase V

Fase W

1

9

17

Calcular y dibujar el esquema correspondiente a un devanado imbricado trifásico, para dos velocidades en conexión Dahlander, de cuatro y ocho polos, para un motor de 24 ranuras, ejecutado por polos y a doble capa 1 Primero calculamos el número de ranuras por polo y fase Kpq 4. Calculamos ahora el paso de ranura o ancho de bobina con la mayor de sus polaridades (con la mayor de sus polaridades 2P).

Kpq=

∗

1 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

∗

3 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

Yk=

2. Calculamos el número total de grupos de bobinas con la 5. Por último determinamos la distancia entre principio menor de sus polaridades 2p. de fase con la menor de sus polaridades 2p y elaboramos la tabla correspondiente

G=2p*q=4*3= 12 grupos 3. Seguidamente se calcula el número de bobinas por grupo con la menor de sus polaridades.

Ug=

∗

∗

2 𝑏𝑜𝑏𝑖𝑛𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠

Yq=

4 𝑟𝑎𝑛𝑢𝑟𝑎𝑠

∗

Fase U

Fase V

Fase W

1

5

9

13

17

21

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